为了对大型集装箱船的推进系统进行分析与研究,以"19000TEU"集装箱船为研究对象,对其推进系统进行了建模与仿真。推进系统的数理模型由柴油机系统数学模型、螺旋桨运行特性数学模型以及船-机-桨配合模型组成。柴油机模型的母型机是MAN&BW 12S90ME型低速二冲程柴油机。本课题依据模块化思想对柴油机装置建模,分为气缸本体模型、进排气装置模型、废气涡轮增压器模型以及中冷器模型。其中,气缸热力过程的仿真运算应用零维模型,进排气系统应用容积法原理进行模型创建。另外,为了对柴油机的输出扭矩进行计算,建立了活塞连杆机构的运动数学模型。同时,对于ME系列柴油机,构建了液压气缸单元仿真模型,包括喷射燃油的装置和排气阀结构数学模型。对于螺旋桨模型,为了适应更广泛的工作范围,建立了四象限的特性模型。在仿真计算中,应用诺尔特斯特洛姆(Nordstrom)系列实验图谱并应用切比雪夫(Chebyshev)多项式对其作了拟合,然后根据本课题中螺旋桨的实际参数对其结果进行了修正。在船舶运动模型中,为了突出重点,简化运算,模型仅考虑了船舶在纵向上的一维运行特性。在建立了系统的数理模型之后,应用MATLAB/Simulink对其作了验证,继而将其结果与船舶试航数据进行对比分析,仿真结果表明模型满足系统的要求。在验证了模型的准确性的基础上,应用微软的Visual Studio 2013开发了基于WPF界面设计技术的系统可视化仿真软件。软件人机交互性友好,便于人员的操作,可以更直观地监测推进系统的运行情况以及参数变化。仿真平台可对推进装置的性能进行分析,也可以进行装置的操纵培训。